陳偉忠 黃伙水 陳秀輝 陳若榮 陳思藩 蔡創(chuàng)鈿
(1.廣東宏偉集團(tuán)有限公司 515632;2.泉州出入境檢驗(yàn)檢疫綜合局技術(shù)服務(wù)中心 362000 ;3.肇慶帥美投資有限公司 526000;)
?
光對(duì)茶園小貫小綠葉蟬卵孵化的影響
陳偉忠1黃伙水2*陳秀輝1陳若榮1陳思藩1蔡創(chuàng)鈿3
(1.廣東宏偉集團(tuán)有限公司515632;2.泉州出入境檢驗(yàn)檢疫綜合局技術(shù)服務(wù)中心362000 ;3.肇慶帥美投資有限公司526000;)
采用藍(lán)光、黃光和綠光分別對(duì)小貫小綠葉蟬卵進(jìn)行夜間照射,研究光對(duì)其卵孵化的影響。結(jié)果表明藍(lán)光可顯著改變卵的孵化規(guī)律,且卵孵化量顯著降低。
茶小貫小綠葉蟬;卵;孵化;藍(lán)光;光控防治
光在農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)防治上的應(yīng)用已有諸多報(bào)道,光對(duì)害蟲(chóng)的防治作用原理可以歸納為四個(gè)方面[1]:第一,視覺(jué)刺激干擾害蟲(chóng)對(duì)寄主植物的定位原理,在作物周圍地面覆蓋反光地膜干擾害蟲(chóng)視線,在作物大棚覆蓋具有紫外吸收功能的塑料薄膜使害蟲(chóng)無(wú)法定位大棚內(nèi)的寄主作物[2];第二,輻射有害光波殺死或抑制害蟲(chóng)種群,近紫外光和藍(lán)光可對(duì)害蟲(chóng)復(fù)眼視網(wǎng)膜造成傷害,甚至影響生長(zhǎng)發(fā)育[3,4];第三,抑制或干擾害蟲(chóng)行為活動(dòng)或代謝活動(dòng)的周期性規(guī)律,包括抑制多種夜行性蛾類的飛行、取食和交配等行為[5,6];第四,可利用害蟲(chóng)趨光性進(jìn)行誘殺,目前廣泛應(yīng)用的黃板和燈誘等[7,8]。上述原理方法的防治研究報(bào)道中的防治對(duì)象主要以幼(若)蟲(chóng)或成蟲(chóng),但光對(duì)卵的影響或防治效果卻鮮見(jiàn)報(bào)道。針對(duì)這一問(wèn)題,以福建茶園最主要害蟲(chóng)之一茶小綠葉蟬的卵為研究對(duì)象,初步探究光對(duì)其卵孵化的影響。已證實(shí)福建茶區(qū)茶小綠葉蟬種名應(yīng)為小貫小綠葉蟬Empoasca onukii Matsuda[9],而非假眼小綠葉蟬E.vitis。因此,本文研究涉及茶小綠葉蟬均以小貫小綠葉蟬命名。
1.1小貫小綠葉蟬卵收集
試驗(yàn)所用蟲(chóng)源采集自福建省泉州市安溪縣西坪鎮(zhèn)八馬茶業(yè)紅星茶場(chǎng)茶園。通過(guò)每日采樣調(diào)查,待茶園中多數(shù)小貫小綠葉蟬羽化后5日(此時(shí)成蟲(chóng)性成熟并開(kāi)始交配),于上午8點(diǎn)用掃網(wǎng)法捕捉活體小貫小綠葉蟬雌雄成蟲(chóng)各100頭帶回實(shí)驗(yàn)室放入一籠罩內(nèi)飼養(yǎng)?;\內(nèi)放入新鮮1芽5葉茶嫩枝條80枝,供小貫小綠葉蟬取食和在茶嫩枝內(nèi)產(chǎn)卵。48h后,即第3日上午8點(diǎn)取出所有茶枝,將收集到的小貫小綠葉蟬卵供后續(xù)試驗(yàn)。
所用茶樹(shù)枝條均采自室內(nèi)栽培的水仙茶樹(shù)品種,本試驗(yàn)之前均未受到小貫小綠葉蟬危害或產(chǎn)卵。室內(nèi)光照周期12 L//12 D,氣溫27±1℃。根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求(5次重復(fù)),按此方法進(jìn)行5次小貫小綠葉蟬卵收集。
1.2光照對(duì)小貫小綠葉蟬卵孵化的影響
將含卵茶枝隨機(jī)分為四組(每組20枝),枝條端部浸于水中以維持茶枝活力。分別設(shè)置以下光照處理:(1)8:00~20:00自然光照,20:00~8:00無(wú)光照(對(duì)照組);(2)8:00~20:00自然光照,20:00~8:00藍(lán)光照;(3)8:00~20:00自然光照,20:00~8:00黃光照;(4)8:00~20:00自然光照,20:00~8:00綠光照。后三組夜間光照強(qiáng)度均控制在2000lux。除光照外,四組處理茶枝的其他環(huán)境條件相同,氣溫均維持在27±1℃。每日8點(diǎn)檢查各處理組中孵化的小貫小綠葉蟬一齡若蟲(chóng)數(shù)量,記錄并將若蟲(chóng)去除干凈。
1.3數(shù)據(jù)處理
光照處理下各天的小貫小綠葉蟬卵孵化量通過(guò)Origin Pro 8.0軟件首先進(jìn)行重復(fù)測(cè)量方差分析最小顯著差數(shù)法(LSD法,least significant difference)。后對(duì)各光照處理下的卵孵化總量進(jìn)行單因素方差分析(one-way analysis of variance,one-way ANOVA)。
2.1光照對(duì)小貫小綠葉蟬卵孵化時(shí)間的影響
光照處理下小貫小綠葉蟬卵孵化時(shí)間分布特性見(jiàn)圖1,可以看出,對(duì)照組小貫小綠葉蟬卵首次孵化出現(xiàn)在觀察第6天,第7天為孵化高峰,平均孵化量超過(guò)總數(shù)的一半,第9天后再無(wú)若蟲(chóng)孵出。夜間受到光照影響后小貫小綠葉蟬卵的孵化規(guī)律發(fā)生明顯變化。
黃光和綠光處理組中的小貫小綠葉蟬首次孵化時(shí)間提前至第5天,但卵孵化高峰時(shí)間與對(duì)照組相同,第9天后不再有一齡若蟲(chóng)孵出。而在藍(lán)光處理組中,小貫小綠葉蟬卵在觀察第4天便開(kāi)始孵化,與對(duì)照組相比提前達(dá)2天。藍(lán)光處理組在觀察第6天達(dá)到孵化最大值,第8天后不再有若蟲(chóng)孵化,均比對(duì)照提前1天。
圖1 光照對(duì)小貫小綠葉蟬卵孵化時(shí)間的影響
2.2光照對(duì)小貫小綠葉蟬卵孵化總量影響
光照處理下小貫小綠葉蟬卵孵化總量影響如圖2所示,從孵化總量上看對(duì)照組最高(平均61.6頭),黃光和綠光處理組卵孵化總量雖低于對(duì)照組(均值分別為53.4頭和59.4頭),但差異不顯著。而在藍(lán)光處理組中,小貫小綠葉蟬一齡若蟲(chóng)的孵化平均總量?jī)H為26.0頭,顯著低于對(duì)照組。
2.3光照對(duì)小貫小綠葉蟬卵孵化的影響
光照對(duì)小貫小綠葉蟬卵孵化的影響如表1所示,根據(jù)重復(fù)測(cè)量方差分析的結(jié)果,小貫小綠葉蟬卵的孵化存在顯著的時(shí)間效應(yīng)(df=9,F(xiàn)=111.2,P<0.001)。時(shí)間與光照處理組的交互作用顯著(df=27,F(xiàn)=13.6,P<0.001),各光照處理組間的卵孵化情況存在顯著差異(df=3,F(xiàn)=6.2,P=0.006)。
注:標(biāo)記字母不同者為差異顯著(LSD多重比較,P<0.05)
表1 光照對(duì)小貫小綠葉蟬卵孵化情況分析
注:重復(fù)測(cè)量方法分析,經(jīng)球形檢驗(yàn)P>0.05,無(wú)需校正。
本研究結(jié)果表明,藍(lán)光對(duì)小貫小綠葉蟬卵的孵化存在明顯影響,孵化量降低顯著。筆者認(rèn)為,藍(lán)光對(duì)卵的影響機(jī)理不同于若(幼)蟲(chóng)或成蟲(chóng)。對(duì)于若(幼)蟲(chóng)和成蟲(chóng),光主要影響其視網(wǎng)膜以及光感受器。上文已有提到,藍(lán)光對(duì)昆蟲(chóng)的視網(wǎng)膜有一定的傷害[3],并且多數(shù)昆蟲(chóng)的光感受器對(duì)400~550nm的藍(lán)光或藍(lán)綠光最為敏感[10]。而卵不具有或正在分化上述細(xì)胞,因此筆者推斷藍(lán)光對(duì)卵的影響機(jī)理應(yīng)與代謝產(chǎn)物分泌調(diào)控有關(guān)。大量研究認(rèn)為褪黑素作為一種可調(diào)控生物鐘的胺類激素廣泛存在于各蟲(chóng)態(tài)(包括卵)昆蟲(chóng)體內(nèi),其在生物體內(nèi)的分泌被證實(shí)受到藍(lán)光的顯著抑制[11]。這點(diǎn)與家蠶卵的孵化受到褪黑素的調(diào)控的研究結(jié)果一致[12]?;谏鲜鼋Y(jié)論,筆者進(jìn)一步假設(shè)認(rèn)為茶小綠葉蟬卵內(nèi)褪黑素的分泌受到藍(lán)光的抑制,從而影響卵的孵化。當(dāng)然,尚需進(jìn)一步的研究對(duì)上述假設(shè)加以證實(shí)。
小貫小綠葉蟬是我國(guó)茶園最主要的茶園害蟲(chóng)之一,包括卵在內(nèi)的各個(gè)蟲(chóng)態(tài)均能對(duì)茶樹(shù)造成危害。由于小貫小綠葉蟬的危害,我國(guó)長(zhǎng)江中下游茶區(qū)夏秋茶損失在10%~15%,嚴(yán)重時(shí)可達(dá)50%以上[13]。因此,小貫小綠葉蟬的防治一直是茶園害蟲(chóng)管理的重中之重。本研究率先從小貫小綠葉蟬卵的防治角度出發(fā),提供了一種利用光防治小貫小綠葉蟬卵的新思路。
[1] Johansen NS, Vanninen I, Pinto DM, et al. In the light of new greenhouse technologies: 2. Direct effects of artificial lighting on arthropods and integrated pest management in greenhouse crops [J]. Annals of Applied Biology, 2011, 159 (1): 1~27.
[2] Shimoda M, Honda KI. Insect reactions to light and its applications to pest management [J]. Applied Entomology and Zoology, 2013, 48 (4): 413~421.
[3] Stark WS, Walker KD, Eidel JM. Ultraviolet and blue light induced damage to the Drosophila retina: microspectrophotometry and electrophysiology [J]. Current Eye Research, 1985, 4 (10): 1059~1075.
[4] Meyer-Rochow VB, Kashiwagi T, Eguchi E. Selective photoreceptor damage in four species of insects induced by experimental to UV-irradiation [J]. Micron, 2002, 31 (1): 23~31.
[5] Yase J, Yamanaka M, Fujii H, et al. Control of tobacco budworm, Helicoverpa armigera (Hubner), beet armyworm Spodoptera exigua (Hubner), common cutworm, Spodoptera litura (Fabricius), feeding on carnation, roses and chrysanthemum by overnight illumination with yellow fluorescent lamps [J]. Bulletin of the National Agricultural Research Center for Western Region, 1997, 93 (5): 10~14.
[6] Yase J, Nagaoka O, Futai K, et al. Control of cabbage webworm, Hellula undalis Fabricius (Lepidoptera: Pyralidae) using yellow fluorescent lamps [J]. Japaness Journal of Applied Entomology and Zoology, Chugoku Branch, 2004, 46 (1): 29~37.
[7] Bian L, Sun XL, Luo ZX, et al. Design and selection of trap color for capture of the tea leafhopper, Empoasca vitis, by orthogonal optimization [J]. Entomologia Experimentalis et Applicata, 2014, 151 (3): 247~258.
[8] Uesugi R, Sato Y. Counting adults on a yellow sticky trap is useful for monitoring the tea spiny whitefly, Aleurocanthus camelliae (Hemiptera: Aleyrodidae), at the early invasion stage [J]. Japanese Journal of Applied Entomology and Zoology, 2013, 57 (1): 35~41.
[9] 施龍清, 林美珍, 陳李林, 等. 福建主要茶區(qū)小貫小綠葉蟬種名的存疑與鑒別[J]. 福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2014, 43 (05) : 456~459.
[10] Saunders DS. Insect photoperiodism: seeing the light [J]. Physiological Entomology,2012, 37 (03): 207~218.
[11] Wright HR, Lack LC, Partridge KJ. Light emitting diodes can be used to phase delay the melatonin rhythm [J]. Journal of Pineal Research, 2001, 31(4):350~355.
[12]Lampel J, Briscoe AD, Wasserthal LT. Expression of UV-, blue-, long-wavelength-sensitive opsins and melatonin in extraretinal photoreceptors of the optic lobes of hawkmoths [J]. Cell & Tissue Research, 2005, 321(3): 443~458.
[13] 朱俊慶. 茶樹(shù)害蟲(chóng) [M]. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社1999: 96~104.
福建省科技項(xiàng)目(2016I0018),國(guó)家質(zhì)檢總局項(xiàng)目(編號(hào):2015IK035),泉州市科技局項(xiàng)目(編號(hào):2015Z100)。